Non Destructive Method Theory - Basic Principles - https://www.tinker.af.mil/Portals/106/Documents/Technical%20Orders/AFD-101516-33B-1-1.pdf AF338-1-1-EC-CP4Sc0-Indice ROCarneval

Capítulo 4 - MÉTODO DE INSPEÇÃO POR CORRENTES PARASITAS

traduzido do livro: AIR FORCE TO 33B-1-1 / ARMY TM 1-1500-335-23 / NAVY (NAVAIR) 01-1A-16-1 - Manual Técnico - Métodos de Inspeção Não Destrutiva, Teoria Básica

  1. APARELHO DE EC
    1. Componentes do Sistema de Inspeção por Correntes Parasitas
      1. Oscilador
      2. Bobina de Ensaio (Sonda)
      3. Circuito em Ponte
      4. Circuito de Processamento do Sinal
      5. Mostrador/Tela de Resposta
    2. Subsistemas do Ensaio de Correntes Parasitas
      1. Sondas (Montagem da Bobina)
        1. Blindagem/Isolamento da Sonda
        2. Tipos e Classificação das Sondas
          1. Modo de Operação
          2. Método de Aplicação da Sonda
          3. Considerações e Limitações do Projeto da Sonda
          4. Usos e Limitações das Sondas Internas e Externas
        3. Funções do Instrumento de Correntes Parasitas
          1. Requisitos Gerais
          2. Requisitos Específicos da Instda Instrumentação
          3. Componentes da Instrumentação
          4. Osciladores de Frequência Variável
          5. Circuito em Ponte
          6. Circuitos de Amplificação
          7. Forma de Apresentação de Sinais e Telas
            1. Medidores (analógicos)
            2. Mostradores Digitais
              1. Mostradores Lineares com Base no Tempo (varredura)
              2. Aparelho de Correntes Parasitas com Plano de Impedância
        4. Aparelho Digital
        5. Gravadores
        6. Dispositivos de Varredura Mecânica
        7. Posicionadores e Guias
        8. Processos Especiais
          1. Detecção por Amplitude
          2. Ensaio Multifrequência
          3. Técnica de Corrente Parasita Pulsada
          4. Medidas da Espessura do Metal
          5. Corrente Parasita de Baixa Frequência
          6. Ensaio com Dupla Frequência
        9. Técnicas Eletromagnéticas Fortemente Relacionadas com Corrente Parasita
          1. Ensaio de Ruído Barkhausen em Materiais Ferromagnéticos
          2. Imagem Ótico-magnética ("MOI")
        10. Aplicações de Técnicas Avançadas

4 APARELHO DE CP.
A maioria dos instrumentos de ensaio não destrutivos por correntes parasitas para uso em campo são unidades portáteis alimentadas por CA ou bateria. Geralmente são leves, com menos de 3 kg, com baterias que fornecem até 12 horas de operação. Podem ter um tipo de mostrador/tela digital, como os de cristal líquido (LCD) ou os  eletroluminescente (EL). Algumas unidades operam em dupla frequência com recursos telas (planos de impedância) alternadas ou intercambiáveis. As unidades mais novas possuem circuitos de última geração com microprocessadores avançados. Faixas de frequência de aproximadamente 100 Hz a 6 MHz para detecção de descontinuidades. Essas unidades podem ser usadas para inspecionar trincas na primeira ou segunda camadas (chapas superpostas), revestimentos, espessuras de galvanoplastia e medição de condutividade.


  • 4.1 Componentes de um Sistema de Correntes parasitas.
Em sua forma mais simples, um sistema de inspeção por correntes parasitas consiste nos seguintes componentes:
  • Um oscilador
  • Um conjunto de bobinas
  • Um circuito em ponte
  • Circuitos de processamento de sinal
  • Um mostrador de saída (leitura/tela)

Um diagrama de blocos de um sistema de inspeção é mostrado na Figura 4.1 com a bobina aplicada a uma peça ensaiada. Os sistemas podem ser construídos para múltiplos propósitos ou para funções muito especializadas. Em geral, instrumentos projetados para tarefas específicas, como medir espessura de revestimento ou condutividade elétrica, são mais fáceis de calibrar/ajustar e operar do que instrumentos de uso geral, mas também são limitados à sua aplicação projetada .

4.1.1 Oscilador.
O oscilador fornece uma corrente alternada de uma ou mais frequências para a bobina de ensaio. A frequência usada é determinada pela objetivo da inspeção e pelo material que está sendo inspecionado. As frequências usadas para ET variam de menos de 100 Hz a mais de 6 MHz.

4.1.2 Conjunto de bobinas (sonda).
O conjunto de bobinas induz correntes parasitas na peça que está sendo inspecionada e detecta mudanças no fluxo de correntes parasitas. Para algumas aplicações, uma única bobina é usada para ambas as funções. Mais comumente, múltiplas bobinas são empregadas em um conjunto. Uma configuração comum possui uma bobina induzindo o fluxo de correntes parasitas (excitadora) e bobinas separadas usadas como detectores. Outra configuração usa uma bobina como indutor e detector na peça ensaiada.

4.1.3 Circuito em Ponte.
O circuito em ponte converte mudanças na intensidade e distribuição das correntes parasitas em sinais que são, por fim, processados ​​e exibidos. Um modo comum de operação é ter a saída da ponte igual a zero para uma condição boa ou sem defeito (NT: Ponto de trabalho ou de Operação). A presença de um defeito ou de uma condição diferente de boa resulta em um desequilíbrio da ponte, produzindo assim um sinal relativamente pequeno. Este sinal se torna a entrada para circuitos subsequentes.

4.1.4 Circuitos de Processamento de Sinais
O processamento do sinal do circuito em ponte depende do tipo de informação a ser exibida. Dispositivos simples de correntes parasitas podem ser construídos para detectar e amplificar o sinal ou convertê-lo em formato digital (por exemplo, um valor de condutividade). Sistemas mais sofisticados podem processar o sinal eletromagnético complexo em amplitude e fase, e fornecer filtragem para suprimir sinais indesejados. Os detalhes dos processos são discutidos mais detalhadamente nas seções posteriores.

4.1.5 Dispositivo de Exibição de Saída.
Os dados do ensaio de correntes parasitas podem ser apresentados em formato analógico ou digital. Alguns dispositivos de saída comuns são a leitura num medidor analógico (galvanômetro), uma gráfico cartesiana, um registrador gráfico XY ou um mostrador digital. Os medidores são adequados para realizar tipos específicos de ensaio que exigem apenas a medição da amplitude do sinal. Registradores gráficos XY permitem que a amplitude do sinal seja exibida e correlacionada com algum outro parâmetro, como tempo ou posição. Instrumentos de correntes parasitas com um mostrador gráfico bidimensional são usados ​​onde tanto a amplitude quanto a fase do sinal de correntes parasitas devem ser medidas. Esses são os instrumentos mais comuns disponíveis e fornecem ao inspetor a maior capacidade de interpretar os resultados.

Diagrama de blocos dos aparelhos de CP
Figura 4.1. Diagrama de blocos do sistema de CP


4.2. Subsistemas de correntes parasitas
Os sistemas de correntes parasitas geralmente consitem em três subsistemas. Um é o subsistema da sonda. O segundo é o instrumento de correntes parasitas. O terceiro é o subsistema de acessórios. Dispositivos de varredura da sonda na peça ("scanners") e registradores gráficos estão incluídos em alguns subsistemas e são considerados acessórios.


4.2.1 Sondas (Conjuntos de Bobinas).
Sondas de correntes parasitas consistem em uma ou mais bobinas projetadas para induzir correntes parasitas em uma peça a ser inspecionada e detectar alterações no campo de correntes parasitas. Uma consideração fundamental na seleção de uma sonda de correntes parasitas é o seu uso pretendido. Uma sonda de pequeno diâmetro ou uma bobina envolvente estreita proporcionarão maior resolução de pequenos defeitos. Uma sonda maior ou uma bobina envolvente mais larga proporcionarão melhor média das propriedades do material, com perda de sensibilidade a pequenos defeitos. Além disso, a sonda ou bobina deve corresponder à faixa de impedância elétricado instrumento de correntes parasitas com o qual será utilizada.

4.2.1.1 Blindagem/Isolamento da Sonda.
A blindagem da sonda é usada para prevenir ou reduzir a interação do campo magnético da sonda com características não relevantes nas proximidades da sonda. A blindagem pode ser usada para reduzir os efeitos de borda ao ensaiar perto de transições dimensionais na peça inspecionada, como um degrau ou uma borda. A blindagem também pode ser usada para reduzir os efeitos de fixadores condutores ou magnéticos na região do ensaio. Sondas de correntes parasitas são mais frequentemente blindadas usando blindagem magnética ou blindagem de correntes parasitas.

4.2.1.1.1 Sondas blindadas magneticamente têm sua bobina envolvida por um anel de ferrita ou outro material com alta permeabilidade e baixa condutividade. A ferrita cria uma área de baixa relutância magnética e o campo magnético da sonda é concentrado nessa área em vez de se espalhar para além da blindagem. Isso concentra o campo magnético em uma área mais estreita ao redor da bobina.

4.2.1.1.2 A blindagem por correntes parasitas usa um anel de material altamente condutor, mas não magnético, geralmente cobre, para envolver a bobina. A porção do campo magnético da bobina que atravessa a blindagem gerará correntes parasitas no material de blindagem em vez de nas características não relevantes fora da área blindada. Quanto maior a frequência da corrente usada para acionar a sonda, mais eficaz será a blindagem devido ao efeito pelicular no material de blindagem.

4.2.1.2 Tipos e Classificação das Sondas.
Sondas e bobinas de correntes parasitas podem ser classificadas por modo de operação, aplicação (ou forma) e projeto.

4.2.1.2.1 Modo de Operação.
Existem três modos gerais de operação para conjuntos de bobinas de correntes parasitas: absoluto, diferencial ou emissor/receptor (também chamado de reflexão).
  • O tipo mais comum de sonda de correntes parasitas utilizada em aplicações de campo é a sonda absoluta. Sondas absolutas consistem em uma única bobina colocada em contato com a peça a ser inspecionada, ou adjacente a ela. Como quaisquer alterações na área interrogada pela bobina produzem uma resposta, as sondas absolutas podem ser usadas para medir propriedades específicas de materiais, como condutividade elétrica e permeabilidade magnética. Elas podem ter outros elementos elétricos discretos, como capacitores, incluídos no invólucro da sonda para atender aos requisitos específicos do aparelho.
  • Sondas diferenciais contêm duas ou mais bobinas e são intencionalmente projetadas para produzir uma resposta quando mudanças são detectadas apenas pela bobina ativa (aquela única que no momento está sentindo a mudança). Consequentemente, se a sonda diferencial tiver duas bobinas montadas lado a lado, mudanças graduais na condutividade elétrica ou na permeabilidade magnética seriam detectadas por duas bobinas simultaneamente e nenhuma resposta ocorreria. Por outro lado, se uma mudança abrupta na condutividade ocorresse, localizada onde pudesse ser detectada por apenas uma bobina por vez, então haveria uma resposta. Normalmente, em sondas diferenciais de superfície e furo de parafuso, duas pequenas bobinas de detecção são enroladas lado a lado no formato de duas letras D maiúsculos consecutivas, sendo que a primeira em posição invertida. Elas são conectadas em série, com uma enrolada no sentido horário e a outra no sentido anti-horário. Isso produz uma indicação de uma trinca que desvia primeiro para um lado e depois para o lado oposto, enquanto produz pouca ou nenhuma indicação de condições que afetam ambas as bobinas igualmente, como elevação ou mudança suave de condutividade.
  • Sondas de reflexão podem ter uma ampla variedade de configurações, mas todas possuem uma bobina excitadora (de geração das correntes parasitas, no inglês "driver") conectada separadamente de uma ou mais bobinas receptoras. Uma sonda com uma bobina receptora é chamada de reflexão absoluta, e uma sonda com duas bobinas receptoras é chamada de reflexão diferencial. Sondas de reflexão geralmente oferecem melhores níveis de sinal-ruído, mas são mais difíceis de fabricar e, portanto, mais caras.
  • Um quarto tipo de sonda, chamada de campo remoto, possui duas ou mais bobinas, com a bobina excitadora a uma distância maior da(s) bobina(s) receptora(s). Sondas de correntes parasitas de campo remoto são usadas para penetração profunda em estruturas mais espessas e tipicamente em material ferromagnético.

4.2.1.2.2 Método de Aplicação da Sonda.
Sondas de correntes parasitas também podem ser classificadas pelo método de aplicação (Figura 4.2). A aplicação mais comum é a sonda de contato ou superfícial usada para superfícies planas ou relativamente planas de uma peça. Sondas de correntes parasitas usadas para circundar uma peça são chamadas de bobinas envolventes. Sondas de correntes parasitas completamente circundadas pela peça são chamadas de bobinas internas internas "(bobbin"). Sondas de transparência, que utilizam uma bobina em cada lado da peça (uma folha de alumínio, por exemplo), são outro método de aplicação. Todas essas aplicações de sonda podem ser operadas em modos absoluto ou diferencial (Figura 4.3). Sondas de correntes parasitas também podem ser classificadas de acordo com o formato ou alguma outra característica proeminente da sonda. Sondas muito finas são chamadas de sondas tipo lápis. Sondas com blindagem eletromagnética especial são chamadas de sondas blindadas ou focadas. Sondas usadas em furos de rebites ou parafusos são chamadas de sondas de furos de parafusos. Certos tipos de sondas com núcleos de ferrita moldados podem ser chamados de sondas com núcleos na forma da letra E, da letra U, ou na forma de copo.

4.2.1.2.3 Considerações e Limitações do Projeto da Sonda.
As sondas de correntes parasitas têm vários requisitos conflitantes. Primeiro, elas devem corresponder razoavelmente aos requisitos de impedância elétrica do instrumento ao qual estão conectadas. Quanto mais próxima a correspondência de impedância, maior a relação sinal-ruído. Além disso, as bobinas precisam ser projetadas para que o tamanho da falha seja detectado. Falhas menores requerem bobinas menores. A maioria dos ensaios de correntes parasitas no campo é realizada com sondas superficiais. A sonda superficial é usada em placas, chapas, folhas metálicas, peças de formato irregular e em furos. A extensão da área a ser ensaiada pela sonda é controlada pelo diâmetro da bobina e pela presença de blindagem da bobina. Quando a área a ser varrida é grande, bobinas superficiais do tipo com a forma de disco ("pancake") ou sondas multibobina sobrepostas podem ser usadas para reduzir o tempo necessário para inspecionar a peça. Quando pequenas falhas precisam ser detectadas, bobinas de até 1 mm de diâmetro podem ser usadas para examinar áreas limitadas.


Tipos de sonda quanto a forma
Figura 4.2. Tipos de bobina quanto a forma

Esquema elétrico de sondas Absoluta e Diferencial
Figura 4.3. Exemplo de modo absoluto e diferencial.(Tipo de Sinal de Resposta)
4.2.1.2.4 Uso e Limitações de Bobinas de Diâmetro Interno (DI) e Envolventes.
Uma bobina interna ("ID") pode ser usada em tubos, ou outras peças cilíndricas onde a geometria é regular e o interior é acessível. A bobina  ID deve preencher quase toda a abertura da peça para fornecer um alto fator de enchimento para máxima sensibilidade do ensaio. O uso de bobinas ID pode ser restringido por curvas ou diâmetros não uniformes. Bobinas envolventes são usadas principalmente para inspecionar hastes, tubos, cilindros ou fios em aplicações de fabricação. Com bobinas envolventes e internas, toda a circunferência da amostra é avaliada de uma só vez. Consequentemente, embora a localização axial dos defeitos (ao longo do comprimento da peça) possa ser determinada, a localização circunferencial (ao redor da peça) não pode ser definida.
  • 4.3. Funções do Instrumento de Correntes Parasitas.
     O instrumemto do ensaio de correntes parasitas desempenha três funções básicas. Primeiro, ele gera a corrente alternada que induz o fluxo de correntes parasitas na peça a ser inspecionada. Segundo, ele processa as respostas ao fluxo de correntes parasitas induzido. Terceiro, ele exibe as respostas de forma a auxiliar a interpretação.
  • Geradores de Corrente. O gerador de corrente é geralmente um oscilador de frequência variável operado em uma única frequência para qualquer inspeção. A maioria dos instrumentos tem a capacidade de operar em frequências de 100 Hz a 6 MHz. Instrumentos mais novos têm a capacidade de fornecer múltiplas frequências à(s) bobina(s) de teste, sequencialmente ou simultaneamente.
  • Current Generators. The current generator is usually a variable frequency oscillator operated at a single frequency for any given inspection. Most instruments have the capability of operating at frequencies from 100Hz to 6 MHz. Newer in struments have the ability to provide multiple frequencies to the test coil(s), either sequentially or simultaneously.
  • Processamento. A função de processamento do instrumento de correntes parasitas inclui diversas subfunções. A maioria dos instrumentos inclui algum tipo de circuito de balanceamento ou compensação, ajustado para fornecer uma saída essencialmente zero para condições sem falhas. O sinal do circuito de ponte é amplificado antes de prosseguir para o detector e/ou circuito de análise. Os sinais podem ser analisados ​​quanto à sua amplitude e fase. A saída dos circuitos de análise pode ser filtrada para auxiliar na interpretação antes da exibição. c.
  • Processing. The processing function of the eddy current instrument includes a number of sub-functions. Most instru ments include some form of a balancing or compensating circuit which is adjusted to provide essentially a zero out put for non-flaw conditions. The signal from the bridge circuit is amplified before proceeding to the detector and/or analysis circuitry. Signals can be analyzed for their amplitude and phase. The output from the analysis circuits may be further filtered to assist interpretation before display. c.
  • Métodos de Exibição do Sinal Resposta. O método de exibição principal da maioria dos dispositivos de correntes parasitas é unidimensional, como um medidor, ou bidimensional, como uma tela LCD. As saídas também podem ser transferidas para registradores XY, registradores de gráficos de tiras, mídias de armazenamento magnético ou até mesmo computadores para gerar registros de inspeção e auxiliar na análise dos sinais de correntes parasitas.
  • Display Methods. The primary display method of most eddy current devices is either one dimensional, such as a meter, or two-dimensional, such as an LCD screen. The outputs can also be transferred to X-Y recorders, strip chart record ers, magnetic storage media or even computers to both generate inspection records as well as aid in the analysis of the eddy current signals




4.3.1 Requisitos Gerais.
O aparelho de correntes parasitas é o núcleo de um sistema de correntes parasitas, seja uma simples combinação de instrumento/bobina ou uma estação de inspeção por varredura totalmente automatizada. Para garantir uma operação confiável, a instrumentação deve possuir os recursos descritos abaixo:
  • Sensibilidade (Detectabilidade). Termo que se refere à capacidade dos instrumentos de encontrar as falhas mais difíceis de localizar; com referência ao tamanho e tipo que precisam ser detectados.
  • Baixo Ruído. O ruído deve ser baixo o suficiente para que o sinal da menor falha a ser encontrada (ou menor falha de calibração) seja pelo menos três vezes o nível de ruído da instrumentação.
  • Tempo de Resposta. O tempo de resposta do circuito deve ser rápido o suficiente para processar e exibir sinais na velocidade de varredura necessária.
  • Seletividade. A instrumentação deve ser imune a fontes externas de interferência eletromagnética.
  • Estabilidade. A tela do aparelho deve permanecer estável (sem desvios de resposta) durante o período de ensaio necessário.
  • Robustez. A instrumentação deve ser capaz de operar no ambiente de ensaio. Isso pode incluir uma variedade de extremos ambientais de temperatura, umidade, poeira e vibração.


4.3.2 Specific Instrumentation Requirements.
Choice of an eddy current test instrument must take into account the type of flaw to be detected, the permeability of the material (nonferromagnetic or ferromagnetic), type of probe to be used, display method (meter, digital display, recorders, etc.), test frequency, and signal processing requirements, portability, if needed, and any accessories to be used.
4.3.2 Requisitos Específicos de Instrumentação.
A escolha do instrumento de ensaio por correntes parasitas deve levar em consideração o tipo de falha a ser detectada, a permeabilidade do material (não ferromagnético ou ferromagnético), o tipo de sonda a ser utilizada, o método de exibição (medidor, display digital, registradores, etc.), a frequência do ensaio e os requisitos de processamento de sinal, a portabilidade, se necessária, e quaisquer acessórios a serem utilizados.

4.3.3 Instrumentation Components.
In general, most eddy current instruments consist of an oscillator, a bridge circuit or similar null balancing system, and a variety of other circuits for processing and display of the eddy current signal. Units will vary depending upon the complexity of the instrumentation and the requirements of the test.
4.3.3 Componentes da Instrumentação.
Em geral, a maioria dos instrumentos de correntes parasitas consiste em um oscilador, um circuito de ponte ou sistema de balanceamento nulo similar e uma variedade de outros circuitos para processamento e exibição do sinal de correntes parasitas. As unidades variam dependendo da complexidade da instrumentação e dos requisitos do teste.

4.3.4 Oscilador de Frequência Variável.
Um instrumento básico de correntes parasitas, ao operar em uma única frequência durante um ensaio específico, geralmente possui uma faixa de frequência operacional ajustável para atender a uma grande variedade de situações de inspeção. Baixas frequências aumentam a profundidade de penetração e, consequentemente, seriam usadas para detecção de falhas subsuperficiais em materiais de alta condutividade. Frequências mais altas limitam a profundidade de penetração e, portanto, são usadas para materiais de baixa condutividade, bem como para detectar falhas menores. Alguns instrumentos também incorporam um ajuste fino de frequência como mecanismo para suprimir o lift-off. Esses instrumentos incorporam a bobina da sonda em paralelo com um capacitor como uma das pernas de uma ponte. A combinação bobina/capacitor é ressonante próxima à frequência operacional pretendida. A frequência selecionada para operação causa uma deflexão do medidor suficientemente fora da ressonância para que o lift-off cause uma mudança de impedância menor do que a causada por um defeito e a mudança de impedância para aumentar o lift-off seja oposta à de um defeito.

4.3.5 Circuito em Ponte.
Um circuito em ponte básico é mostrado na Figura 4.4. Neste exemplo, uma tensão é aplicada nos pontos E1 e E2 à ponte contendo as impedâncias Z1, Z2, Z3 e Z4. Z1 e Z4 são impedâncias fixas de mesmo valor; Z3 é uma impedância ajustável; e Z2, a impedância desconhecida ou da ponta de prova. Inicialmente, Z3 é ajustado para que nenhuma corrente flua através do amplificador. Isso significa que a tensão nos pontos A e B é a mesma e a ponte é dita balanceada ou anulada. Qualquer mudança na impedância de Z2, a impedância da ponta de prova, resultará em uma mudança de corrente através da perna da ponte e, consequentemente, uma mudança na tensão no ponto B. Uma corrente então fluirá através do amplificador, uma vez que existe uma diferença de tensão ou potencial entre os pontos A e B. A ponte é agora dita desbalanceada. A ponte pode ser novamente balanceada pelo ajuste de Z3 e a variação na impedância da ponta de prova, Z2, pode ser determinada medindo-se a variação em Z3 necessária para rebalancear a ponte. O circuito da ponte em um instrumento de ensaio de correntes parasitas é denominado ponte de impedância, pois contém elementos resistivos e reativos. A impedância Z2 na Figura 4.4 consiste na bobina de ensaioe de correntes parasitas. Outros elementos reativos, indutores e capacitores podem ser incluídos na ponte de impedância, dependendo do projeto e da função específicos. No entanto, o princípio básico é que uma variação na impedância da bobina de ensaio resulta em um desequilíbrio do circuito da ponte. A saída (desequilíbrio) do circuito da ponte pode ser amplificada, processada e exibida.

4.3.6 Circuitos de Amplificação.
O desequilíbrio no circuito em ponte é devido a uma mudança na impedância de inspeção. Isso resulta em uma mudança na amplitude do sinal, na fase do sinal ou em ambas. Essas mudanças no sinal devem ser amplificadas, detectadas ou demoduladas e processadas para apresentação no dispositivo de saída (medidor, osciloscópio [tela] ou registrador, etc.). O sinal de falha pode ter apenas alguns microvolts de amplitude e pode exigir uma amplificação de mil a um milhão de vezes para processamento e exibição posteriores. O conteúdo de frequência do sinal de falha pode variar de muito baixo (essencialmente CC) até a frequência máxima de operação do instrumento de correntes parasitas. Isso define a resposta de frequência livre de distorção do amplificador. O amplificador também deve ser muito estável, com muito pouco desvio, a fim de manter a sensibilidade e a calibração necessárias durante todo o ensaio.

Circuito em Ponte de Wheatstone
Figura 4.4. Circuito em ponte básico

4.3.7 Formas de Apresentação do Sinal e Mostradores.
A saída de um instrumento de correntes parasitas pode ser lida em um medidor (galvanômetro analógico ou digital), um mostrador/tela  de plano de impedância (XY) ou um registrador, dependendo do tipo de informação necessária para o ensaio. Um medidor analógico (ponteiro) é o tipo mais simples de indicador de saída. Uma saída composta por amplitude e fase é chamada de mostrador de plano de impedância e pode ser exibida em um display LCD ou EL. Os displays LCD/EL exibem o sinal de correntes parasitas, a barra lateral do menu, a barra de situação do ensaio "status", outros indicadores e texto em tela cheia.

4.3.7.1 Medidores (analógicos).
Os detectores portáteis de defeitos metálicos e de condutividade mais antigos utilizavam um medidor que essencialmente indicava o grau de desequilíbrio da ponte em termos de amplitude. Dependendo do circuito do instrumento, as diferenças de fase também podiam ser exibidas em um medidor. Esses instrumentos de correntes parasitas contêm medidores de saída integrados, projetados ou selecionados especificamente para uso com o circuito específico envolvido. Se utilizados, esses medidores DEVEM ter uma velocidade de resposta suficiente para detectar as descontinuidades de interesse na velocidade de varredura mais alta esperada. No entanto, o medidor deve ser suficientemente amortecido para que as indicações de "ruído" não confundam o inspetor, mas não amortecido a ponto de as informações de interesse serem suprimidas. A resposta ideal do medidor é um equilíbrio entre velocidade de resposta e amortecimento.

4.3.7.2 Mostrador/Tela Digital.
A maioria das unidades de correntes parasitas fornece saída em forma de onda em um mostrador bidimensional de pequenos pontos quadrados chamados pixels. A luz é gerada em tal tela aplicando uma pequena voltagem aos pixels individuais. Uma forma de onda é criada energizando os pixels necessários para moldar a forma de onda apropriada. Como a persistência de um mostrador digital é controlada por uma voltagem aplicada, e não pelo impacto de elétrons em uma tela com um revestimento de fósforo (antigos osciloscópios), a persistência pode ser controlada pelo inspetorr. Em geral, o pixel aceso permanecerá aceso até que o operador o "apague", desligando a voltagem dos pixels.

4.3.7.2.1 Exibição de Base de Tempo Linear (Varredura).
 Equipamentos do ensaio por correntes parasitas frequentemente possuem a capacidade de usar uma exibição de base de tempo linear. O sinal vertical da exibição é recebido da bobina de ensaio e o sinal horizontal (por exemplo, tempo) é recebido de uma tensão de temporização. A tensão de temporização é ajustada à frequência ou período do gerador e fornece uma varredura horizontal linear da tensão de entrada vertical. Uma mudança na reatância da bobina de teste resulta em uma mudança de fase da tensão em um dos braços do circuito em ponte (sinal vertical). Essa mudança de fase é evidenciada por um deslocamento (ao longo da linha de base horizontal) da forma de onda. Durante a operação, a tensão de temporização ou varredura é usada para ajustar a exibição e exibir o número desejado do número de ciclos da forma de onda (geralmente um). Geralmente, um controle também é incluído para controlar a posição horizontal da forma de onda na tela.

4.3.7.2.2 Aparelho do Ensaio de Correntes Parasitas no Plano de Impedância.
O uso de aparelhos de análise no plano de impedância aumenta significativamente a capacidade de análise de descontinuidades no processo de inspeção por correntes parasitas. Alguns aparelhos de correntes parasitas utilizam a técnica de exibição de pontos vetoriais, exibindo informações em uma tela. A fase e a amplitude do sinal são apresentadas diretamente para análise das informações de correntes parasitas. A tela consiste em um ponto de luz em vez de uma forma de onda. Alterações no produto ensaiado em relação ao padrão de referência farão com que o ponto iluminado se mova. Os movimentos do ponto de luz podem ser analisados ​​para determinar qual variável de ensaio (condutividade, permeabilidade ou dimensão) causa a alteração.


  • 4.4 Equipamentos Digitais.
  • O uso de equipamentos de teste digitais, juntamente com computadores digitais para processar e analisar dados, proporcionou uma redução significativa nos níveis de ruído. Isso aumentou efetivamente a sensibilidade do processo de detecção de falhas.


  • 4.5 Registradores.
  • Os registradores são usados ​​principalmente em inspeções onde a bobina de ensaio ou as peças se movem uma em relação à outra. Muitas aplicações mais recentes que utilizam um dispositivo de ensaio e um movimentador ("scanner") mecânico para mover uma sonda de correntes parasitas por uma área específica de uma peça podem usar um registrador para mapear as indicações de falhas. Um registrador para aplicações de correntes parasitas pode ser de vários tipos. No entanto, o registrador de gráfico com amplitudes em função do tempo/posição é provavelmente o mais comum. Os instrumentos de correntes parasitas mais recentes fornecem meios de armazenar informações em mídia digital. Isso é particularmente útil onde o tempo de inatividade é importante, uma vez que o ensaio pode ser realizado o mais rápido possível e as informações armazenadas em mídia digital para análise posterior. Ao selecionar um registrador para uso com um determinado instrumento de correntes parasitas, vários fatores devem ser considerados:
  • Correspondência de impedância entre gravador e instrumento
  • Resposta de frequência do gravador
  • Sensibilidade do gravador (faixa de tensão)
  • Tempo de resposta


  • 4.6 Dispositivos de Varredura ("Scanners") Mecânicos.
  • O uso crescente de "scanners" mecânicos para controlar o movimento da sonda melhorou a capacidade de detecção de muitos métodos de ensaio. A repetibilidade dos ensaios também é aprimorada pela varredura mecânica. Um "scanner" mecânico pode fornecer ensaios em áreas de difícil acesso das peças. Câmeras de vídeo remotas também podem ser incorporadas a um "scanner" mecânico para fornecer cobertura visual durante o teste de áreas inacessíveis.


  • 4.7 Dispositivos de Fixação e Guias.
  • O requisito mais importante para detectar uma pequena trinca é que a bobina passe sobre a trinca. Sondas, dispositivos de fixação e guias com formatos especiais podem ajudar a garantir que isso aconteça. Guias de sonda aumentam a detectabilidade da inspeção por correntes parasitas e devem ser usadas sempre que necessário. A guia de varredura por correntes parasitas mais simples é uma seção de plástico fino e flexível cortada para se adaptar à área de inspeção, com margem para o posicionamento da sonda. Tal guia pode ser facilmente preparada a partir de filme de raio-X usado. A flexibilidade permite o encaixe da guia em curvaturas compostas. É necessário que a borda usada para guiar a sonda seja lisa para permitir um movimento constante a uma distância constante da borda da abertura. A guia pode ser mantida no lugar ou fixada com fita adesiva na posição necessária. Outro tipo de guia de sonda que pode ser usado para pequenas aberturas, incluindo furos com buchas, consiste em uma inserção circular que se encaixa no furo e tem um diâmetro maior em uma extremidade para fornecer a distância de deslocamento necessária da borda do furo. As guias de sonda DEVEM ser construídas para fornecer o deslocamento necessário da borda para um tipo específico de sonda e NÃO DEVEM interferir no movimento da sonda.


  • 4.8 Processos Especiais.
  • Uma ampla variedade de técnicas eletrônicas foi desenvolvida para problemas específicos de inspeção em ensaios de correntes parasitas. Os circuitos usados ​​dependem do tipo de saída, do tipo de falha a ser detectada ou de quando uma variável de teste específica (como lift-off) deve ser suprimida para detectar outras condições.

4.8.1 Detecção de Amplitude.
O tipo mais comum de medidor de detecção em instrumentos de correntes parasitas é aquele que precisa detectar mudanças na amplitude do sinal sem o uso de informações de fase. Nesse caso, a detecção de amplitude pode ser utilizada com um detector simples do tipo diodo. O diodo retifica a saída da ponte para produzir um sinal de corrente contínua de amplitude variável.

4.8.2 Correntes parasitas multifrequenciais.
As correntes parasitas multifrequenciais podem ser utilizadas quando diversas propriedades do material mudam simultaneamente, como quando é necessário diferenciar uma trinca de alterações geométricas em uma peça complexa. Para ser eficaz, cada condição a ser suprimida deve produzir alterações significativas na impedância para uma frequência e alterações menos significativas para as outras frequências utilizadas na inspeção. Um exemplo seria o uso de uma inspeção de dupla frequência para corrosão subsuperficial, compensando o lift-off. Uma frequência baixa seria selecionada, permitindo penetração suficiente para detectar a corrosão. Respostas de lift-off também estariam presentes a partir dessa frequência. O uso de uma frequência mais alta responderia ao lift-off, mas não teria penetração suficiente para responder à corrosão. A análise desses sinais pode se tornar extremamente complexa. Atualmente, a maioria dos ensaios multifrequenciais se limita a testes de dupla frequência.

4.8.3 Técnicas de Correntes parasitas Pulsadas.
A técnica de correntes parasitas pulsadas é uma técnica de ensaio de onda não contínua e também possui características multifrequenciais. A largura do pulso estabelece o limite inferior de frequência, enquanto a nitidez dos cantos do pulso estabelece o limite superior de frequência. Sistemas multifrequenciais convencionais geralmente utilizam duas ou três frequências. Frequências adicionais requerem sistemas de mistura multiplex muito complexos para analisar as informações do ensaio. Diversas técnicas experimentais têm utilizado as características multifrequenciais de um pulso elétrico curto para obter o mesmo tipo de resultados que a técnica de teste multifrequencial. Em princípio, essa técnica é vantajosa, pois requer componentes eletrônicos mais simples para processar os dados. Ela pode potencialmente gerar frequências mais altas do que os sistemas de frequência fixa. Isso permitiria o ensaio de materiais mais finos e materiais com condutividade elétrica muito baixa (alta resistividade). O pulso de corrente parasita também pode ser um pulso muito curto e de alta tensão, que pode ser usado para produzir momentaneamente saturação magnética em uma peça ferromagnética. Isso permitirá a detecção de falhas internas em materiais ferromagnéticos.

4.8.4 Medições de Espessura de Metais.
Uma ampla faixa de espessuras pode ser medida com equipamentos de ensaio de correntes parasitas de baixa frequência.

4.8.5 Correntes parasitas de baixa frequência
Correntes parasitas de baixa frequência significam que a inspeção requer frequências abaixo de 50 kHz. Equipamentos e técnicas de processamento de dados aprimorados agora permitem o uso de frequências de ensaio tão baixas quanto 55 Hz. Juntamente com equipamentos de plano de impedância para medir a fase do sinal, isso proporcionou um meio para testar materiais multicamadas espessos. É possível detectar trincas profundas no subsolo, trincas em camadas intermediárias do material e corrosão na parte posterior do material.

4.8.6 Teste de Dupla Frequência.
Esta é uma versão básica do teste multifrequencial que pode ser usada para filtrar uma condição indesejada. Se apenas duas frequências forem usadas, um canal de frequência pode operar no modo de sonda diferencial e o outro canal de frequência pode operar no modo absoluto. Com esta configuração, o modo diferencial pode ser usado para detectar indicações discretas, como pequenas trincas e furos. O modo absoluto pode ser usado simultaneamente para registrar a espessura da parede ou outras alterações dimensionais na peça ensaiada.


  • 4.9 Técnicas Eletromagnéticas
  • Intimamente relacionadas à corrente parasita. Embora não façam parte do método de CP conforme definido atualmente, as seguintes técnicas estão mais intimamente relacionadas à CP do que a qualquer outro método básico de END.

4.9.1 Ensaios de Ruído de Barkhausen em Materiais Ferromagnéticos.
Tensões anormais induzidas por jateamento, outros processos de trabalho a frio e queimas locais por retificação afetam as propriedades estruturais de um material e podem levar ao crescimento de descontinuidades e à falha de peças. Em materiais ferromagnéticos, esses processos afetam a facilidade com que os domínios magnéticos na superfície do material podem ser movidos. Em materiais ferromagnéticos não magnetizados, os domínios magnéticos são orientados aleatoriamente. Se o material for submetido a um campo magnético, os domínios magnéticos tendem a se alinhar na direção do campo magnético. Quando os domínios se movem para se alinhar, pulsos elétricos são gerados durante o movimento do domínio, o que é chamado de ruído de Barkhausen. Esse ruído elétrico pode ser detectado e medido por sensores de efeito Hall. Se o material estiver livre de tensões anormais, os domínios são relativamente livres para se mover e pouco ruído de Barkhausen é gerado. Áreas de tensão de tração paralelas ao campo magnético aplicado causam um aumento no ruído de Barkhausen. Exemplos de aplicações deste método de ensaio são componentes de motores ferromagnéticos e trens de pouso. Medições de ruído de Barkhausen também são usadas para detectar a qualidade da perfuração e alargamento de furos em materiais ferromagnéticos.

4.9.2 Imagem Magneto-Óptica ("MOI").
A imagem magneto-óptica depende da capacidade de certos materiais de rotacionar o plano de polarização da luz na presença de um campo magnético. Este Efeito Faraday é usado para detectar perturbações no campo magnético produzidas pela passagem de uma corrente alternada em uma fina lâmina plana de ferro dopada de ítrio. Quando a lâmina é colocada próxima à superfície de um objeto metálico ensaiado, correntes parasitas são produzidas, as quais modificam o campo magnético na lâmina. Quando defeitos ou outras descontinuidades materiais, como rebites ou furos, desviam o fluxo uniforme de corrente elétrica próximo à superfície do corpo de prova, campos magnéticos perpendiculares à superfície do corpo de prova são produzidos, os quais podem ser visualizados em tempo real por um sistema óptico adequadamente projetado. Como o sistema fornece informações ópticas, os resultados podem ser gravados em vídeo para análise e documentação permanente.


  • 4.10 Aplicação de Técnicas Avançadas.
  • Várias das técnicas e processos avançados discutidos acima não possuem procedimentos de ensaio, controles de processo e procedimentos de qualificação totalmente desenvolvidos e reconhecidos. A aplicação específica de TODOS esses processos e técnicas DEVE estar de acordo com os procedimentos aprovados e a aprovação de engenharia.


antes
 depois